姜 擴(kuò)綜述 王立鋒 裘秀春審校

乳腺癌是女性最常見的腫瘤相關(guān)性死亡原因之一,全世界每年約有 135萬婦女發(fā)生乳腺癌,約 33萬婦女死于乳腺癌[1]。研究發(fā)現(xiàn) HER 2基因在 25%～30%乳腺癌患者中擴(kuò)增,其過度活化與乳腺癌的發(fā)生發(fā)展有著重要關(guān)聯(lián)[2]。針對乳腺癌 HER 2的分子靶向治療是近年來出現(xiàn)的繼化療和內(nèi)分泌治療后的又 1種有效的治療手段。本文就以 HER 2為靶點(diǎn)的抗乳腺癌分子靶向治療研究最新進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 HER 2簡介

HER 2基因亦稱 C-erbB2,定位于人類染色體 17q21,編碼分子量為 185 KD的跨膜糖蛋白 p185,是表皮生長因子受體家族(epidermal growth factor receptor,EGFR)成員之一。其它 EGFR家族成員包括 EGFR/HER 1/ErbB-1,HER 3/ErbB-3和 HER 4/ErbB-4[3]。HER 2單體基本無活性,必須形成二聚體才能產(chǎn)生活化信號,是 EGFR家族中表達(dá)最為廣泛的受體。HER 2由細(xì)胞外區(qū)(extracellu lar domain,ECD)、跨膜區(qū)和細(xì)胞內(nèi)區(qū)(intracellular domain,ICD)3部分組成。HER 2的 ECD包括 4個(gè)亞結(jié)構(gòu)域,亞結(jié)構(gòu)域Ⅰ和Ⅲ是配體結(jié)合域,介導(dǎo)受體配體結(jié)合;亞結(jié)構(gòu)域Ⅱ和Ⅳ,富含半胱氨酸,在形成受體二聚體過程中起著重要作用。目前尚未發(fā)現(xiàn)與 HER 2直接結(jié)合的配體,但是由于 HER 2的 ECD結(jié)構(gòu)的特殊性,子域Ⅰ和Ⅲ緊密結(jié)合在一起,導(dǎo)致子域Ⅱ和Ⅳ之間形成外展二聚化環(huán)構(gòu)象,便于形成同源二聚體或與活化的其他 EGFR形成異源二聚體[4]。

2 HER 2與腫瘤

2.1 HER 2與腫瘤的發(fā)生及發(fā)展

HER 2基因擴(kuò)增與增加細(xì)胞分化、遷移、腫瘤侵襲、局部及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、加快血管發(fā)生和減少細(xì)胞凋亡密切相關(guān)[2]。目前研究的較為清楚的 HER 2胞內(nèi)信號途徑主要有 2條,分別為絲裂原活化蛋白激酶(Ras-mitogen activated protein kinase,Ras/MAPK)、磷酸肌醇 3激酶/蛋白激酶 B(phosphoinositide-3-kinasee/protein kinase B,PI3K/AKT)。一般認(rèn)為,HER 2的 ECD與配體結(jié)合后,引發(fā)受體變構(gòu),導(dǎo)致其與相同的或其他EGFR家族成員形成同、異二聚體,隨后受配體被內(nèi)吞并激活蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinase,PTK),可使細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的PTK活性顯著增加。其ICD具有PTK活性,受配體內(nèi)吞后,受體分子酪氨酸殘基互相催化發(fā)生自身磷酸化,進(jìn)而引發(fā)級聯(lián)反應(yīng),信號轉(zhuǎn)導(dǎo)經(jīng)細(xì)胞膜和細(xì)胞間質(zhì)、細(xì)胞核,激活基因,最終使核內(nèi)早期反應(yīng)基因如原癌基因fos和 jun等轉(zhuǎn)錄水平增加,促進(jìn)有絲分裂等,從而能夠促進(jìn)腫瘤形成、進(jìn)展[5,6]。HER 2還可通過抑制乳腺癌腺泡細(xì)胞極化阻止細(xì)胞凋亡[5]。

2.2 HER2與腫瘤的浸潤及轉(zhuǎn)移

HER 2可通過影響基質(zhì)金屬蛋白酶(matrixmetalloproteinases,MMPs)等促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的浸潤,還可通過 Ras/MAPK、PI3K/AKT等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑對血管內(nèi)皮生長因子進(jìn)行調(diào)控,通過增加血供來增強(qiáng)腫瘤的惡性程度。HER2增強(qiáng) MMP-2、MMP-9降解基膜的主要成分Ⅳ型膠原能力,介導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)的降解,促進(jìn)腫瘤的浸潤、轉(zhuǎn)移[7]。HER 2通過核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)通路增強(qiáng)血管內(nèi)皮生長因子(vascu lar endothelial growth factor,VEGF)表達(dá),從而直接促進(jìn)血管生成,也可通過PI3K/Akt、MAPK等途徑增加缺氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia-induciblefactor-1α,H IF-1α)蛋白質(zhì)水平的合成,間接誘導(dǎo)血管新生[8,9]。此外,HER 2還可通過促進(jìn)人成纖維細(xì)胞生長因子誘導(dǎo)早期反應(yīng)蛋白 (fibroblast grow th factor inducible 14,Fn14)的表達(dá)和提高腫瘤細(xì)胞對乙醇的敏感性等途徑增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的浸潤轉(zhuǎn)移作用[10]。新近研究表明,HER 2還可調(diào)節(jié)人類干細(xì)胞群促使腫瘤血管生成和侵襲[11]。通過上述途徑 HER 2能夠?qū)е掳┘?xì)胞運(yùn)動加速,間質(zhì)血管形成,促進(jìn)癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移。

3 HER2與乳腺癌的靶向治療

3.1 單克隆抗體

HER 2單克隆抗體在治療轉(zhuǎn)移性乳腺癌等方面的作用已得到體外、體內(nèi)、臨床前及臨床試驗(yàn)證實(shí)。高親和力的抗體可以中和調(diào)節(jié)腫瘤生長的細(xì)胞膜蛋白,通過特異地與 HER2的ECD結(jié)合,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡或者阻止細(xì)胞周期進(jìn)程[4]。

多種 HER 2單克隆抗體中,Mab4D為研究較為深入的具有抗HER2的 ECDⅣ區(qū)的鼠源性克隆抗體,命名為曲妥珠單抗,1998年美國FDA正式批準(zhǔn)單抗用于治療轉(zhuǎn)移性乳腺癌[4]。曲妥珠單抗通過抑制 MAPK和PI3K/AKT通路,降低存活素水平和凋亡抵抗,上調(diào) p53與細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制蛋白p27(p 27Kip1),介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞 G1期停滯,促進(jìn)凋亡[12]。Lazar等[13]發(fā)現(xiàn)免疫效應(yīng)細(xì)胞上的 FC受體可以與曲妥珠單抗的 FC段結(jié)合,激活抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒(antibody dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)作用。曲妥珠單抗可以阻止HER 2的 ECD溶蛋白性裂解。Wen等[14]發(fā)現(xiàn)曲妥珠單抗可以通過激活 HER2-p38-TSP-1通路和對 HER 2-PI3K-AKT-VEGF/IL-8通路阻滯作用抑制血管生成和腫瘤生長。曲妥珠單抗治療HER 2陽性乳腺癌療效確切,但即使是 HER2高表達(dá)或基因擴(kuò)增的患者,有效率也僅為 12%～34%,中位緩解期約 9個(gè)月,而且多數(shù)患者在 1年內(nèi)出現(xiàn)獲得性耐藥。因此曲妥珠單抗抵抗是1個(gè)重要的臨床問題[15]。

目前另外 1個(gè)用于HER 2依賴性腫瘤治療的抗體是帕妥珠單抗,可與 HER2的 ECDⅡ區(qū)結(jié)合,抑制 HER2二聚體的形成及受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[16]。Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn)顯示曲妥珠單抗聯(lián)合帕妥珠單抗,具有明顯的協(xié)同效應(yīng),兩藥聯(lián)用可進(jìn)一步改善晚期乳腺癌療效,已進(jìn)入Ⅲ期臨床試驗(yàn)[12]。但 Portera等[17]研究顯示,曲妥珠單抗加帕妥珠單抗對于先前接受過曲妥珠單抗治療的患者有治療效果(客觀應(yīng)答率 18%),但可出現(xiàn)與治療相關(guān)的左心室收縮功能不全的不良反應(yīng),整體風(fēng)險(xiǎn)和患者獲益有待進(jìn)一步評估。

3.2 酪氨酸激酶抑制劑

酪氨酸激酶在細(xì)胞正常生理過程中起著重要作用,酪氨酸激酶異常激活能導(dǎo)致腫瘤惡性轉(zhuǎn)化及進(jìn)展,HER 2蛋白是 1個(gè)具有酪氨酸激酶活性的跨膜受體。酪氨酸激酶抑制劑 (tyrosine kinases inhibitor,TKI)為一類小分子化學(xué)制劑,可封閉 HER細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶 ATP結(jié)合位點(diǎn),阻礙向胞內(nèi)傳遞有絲分裂信號[3]。

拉帕替尼是繼曲妥珠單抗后第二個(gè)乳腺癌分子靶向藥物,該藥已經(jīng)在 2007年 3月獲得美國 FDA批準(zhǔn)上市,用于治療HER 2過度擴(kuò)增的既往用過赫塞汀、紫杉類和/或蒽環(huán)類藥物的晚期乳腺癌患者。拉帕替尼是 1種口服的可同時(shí)作用于 EGFR/HER 2的小分子酪氨酸激酶抑制劑,作用的機(jī)理為通過競爭性結(jié)合 EGFR和 HER2的 ICD的 ATP位點(diǎn),可逆的抑制酪氨酸激酶,減少EGFR異型二聚體形成,阻止腫瘤細(xì)胞磷酸化,阻斷下游 MAPK和 PI3K/AKT信號通路,導(dǎo)致凋亡增多和細(xì)胞分化減少[4]。以往的研究已經(jīng)證實(shí),本品能被患者良好耐受。在HER 2過度表達(dá)的乳腺癌患者,單獨(dú)使用本品的有效率為 28%,且對曲妥珠單抗治療失敗的患者,仍具有 8%的有效率[18]。Lin等[19]進(jìn)行的Ⅱ期臨床試驗(yàn)表明,拉帕替尼能夠透過血腦屏障,從而減輕乳腺癌腦轉(zhuǎn)移患者神經(jīng)系統(tǒng)癥狀并提高患者無進(jìn)展生存期。大部分 HER 2陽性的晚期乳腺癌患者都接受過曲妥珠單抗及蒽環(huán)類藥物治療,這兩類藥物均有心臟毒性,使用后可導(dǎo)致左室射血分?jǐn)?shù)降低,甚至出現(xiàn)心力衰竭。最近發(fā)表的關(guān)于拉帕替尼的大型Ⅲ期臨床試驗(yàn)結(jié)果表明[20],入組的 579名患者中44%的使用過或同時(shí)使用蒽環(huán)類藥物;心功能變化情況分析結(jié)果顯示使用拉帕替尼后僅 2%患者出現(xiàn)左室射血分?jǐn)?shù)下降,這一數(shù)據(jù)不但低于曲妥珠單抗治療后左室射血分?jǐn)?shù)下降的比例,也較同期正常人群對照組中左室射血分?jǐn)?shù)下降的比例低,目前對于拉帕替尼與蒽環(huán)類藥物聯(lián)用的心臟毒性有待進(jìn)一步評價(jià)。

3.3 瘤苗

HER 2/neu蛋白可以作為腫瘤主動免疫治療的理想靶點(diǎn)。B細(xì)胞產(chǎn)生的抗體可以通過觸發(fā) ADCC作用于 HER 2的 ECD,而且基于 HER2的ECD和細(xì)胞內(nèi)區(qū)的抗原可以通過人類白細(xì)胞抗原(human leucocyte antigen,HLA)呈遞到 CD8+或者 CD4+T細(xì)胞,HER 2陽性腫瘤自發(fā)性 T和B細(xì)胞反應(yīng)證實(shí)了 HER 2/neu的免疫原性。目前有多種誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生抗 HER 2免疫應(yīng)答的瘤苗正在實(shí)驗(yàn)過程中,主要有蛋白瘤苗、肽瘤苗、DNA瘤苗、抗獨(dú)特型(idiotype,Id)瘤苗等[21]。

HER2/neu(E75)與免疫佐劑粒-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)混合疫苗是近年來研究比較深入的肽瘤苗。E75是HER2/neu(369-377)的免疫源性肽,能夠被腫瘤特異細(xì)胞毒性 T淋巴細(xì)胞(cytotoxic T Lymphocytes,CTL)識別,證明這段癌基因是腫瘤相關(guān)抗原(tumor associated,TAA)。臨床前實(shí)驗(yàn)證實(shí) E 75能夠誘導(dǎo) CTL介導(dǎo)的具有肽特殊性的免疫反應(yīng)[22]。Peoples等[23]進(jìn)行了E75與GM-CSF聯(lián)用的Ⅱ期臨床試驗(yàn):共有186名乳腺癌患者入組,隨訪 20個(gè)月的結(jié)果顯示,疫苗組腫瘤復(fù)發(fā)率 5.6%,對照組為14.2%(P=0.04),腫瘤復(fù)發(fā)時(shí)間在疫苗組被顯著延長,E75瘤苗安全有效,具有劑量依賴性 HER 2/neu免疫原性。Mittendorf等[24]發(fā)現(xiàn)曲妥珠單抗可增加E 75瘤苗對腫瘤細(xì)胞的溶解活性,提示曲妥珠單抗與 E75瘤苗聯(lián)用可使患者獲益更大。盡管針對HER2的腫瘤疫苗在動物實(shí)驗(yàn)中取得了很好的效果,但其在臨床研究中的治療結(jié)果尚未令人滿意,多應(yīng)用于 HER 2治療抵抗的乳腺癌患者及預(yù)防腫瘤復(fù)發(fā)。

如何尋找和篩選有效的多表位乳腺癌抗原;如何打破機(jī)體對腫瘤的外周耐受;如何改善免疫微環(huán)境,減少腫瘤對機(jī)體免疫反應(yīng)的抑制;以及后續(xù)腫瘤疫苗進(jìn)入機(jī)體的有效途徑,免疫方法等均需要進(jìn)一步的研究[21]。

3.4 靶向性融合蛋白

以HER2為靶向的融合蛋白抗腫瘤療法是以抗 HER 2抗體為載體,將其與具有特殊功能的蛋白或蛋白片段融合表達(dá),獲得的蛋白將同時(shí)具有抗原結(jié)合能力和融合蛋白功能。利用抗體與HER 2腫瘤細(xì)胞特異性結(jié)合的靶向性,將融合蛋白攜帶至靶細(xì)胞,引起一系列的生物學(xué)效應(yīng),如細(xì)胞毒類物質(zhì)、細(xì)胞因子等。融合蛋白中HER2抗體可以與過表達(dá) HER 2的腫瘤細(xì)胞特異結(jié)合,通過對細(xì)胞毒類物質(zhì)、細(xì)胞因子靶向輸送,實(shí)現(xiàn)定向殺傷腫瘤細(xì)胞或活化免疫效應(yīng)細(xì)胞,提高靶向殺傷腫瘤的活性。

應(yīng)用基因工程的方法,Lewis等[25]通過不可還原的硫醚(MCC)連接體將Trastuzumab(T)與具有高活性抗微管的 DM 1連接成 Trastuzumab-MCC-DM 1(T-DM1),并在人 SK-BR-3﹑ BT-474等細(xì)胞株中成功表達(dá)。該融合蛋白能與腫瘤細(xì)胞表面HER 2的 ECD特異性結(jié)合,誘導(dǎo) HER2過表達(dá)細(xì)胞死亡,體內(nèi)試驗(yàn)?zāi)軌蜃柚鼓[瘤生長,促使腫瘤衰退。Beeram等[26]進(jìn)行的Ⅰ期臨床試驗(yàn)顯示每 3周給予小于等于 3.6mg/kg劑量,能夠觀察到腫瘤客觀反應(yīng)并被患者良好耐受。Vukelja等[27]正在進(jìn)行TDM1Ⅱ期臨床試驗(yàn),前期數(shù)據(jù)來自 76例 HER 2陽性并接受過靶向治療的乳腺癌患者,總有效率為38.2%。

3.5 熱休克蛋白 90阻滯劑

熱休克蛋白 90(heat shock protein 90,HSP90)是 1種分子伴侶,廣泛分布于人類腫瘤細(xì)胞,是多種蛋白質(zhì)正確折疊和細(xì)胞內(nèi)定位的所依賴的分子,同時(shí)與癌蛋白突變或過表達(dá)有著密切的關(guān)系。其客戶蛋白包括關(guān)鍵的癌基因,如 HER 2、Raf-1、HIF-1α、AKT、突變型 p53。 HSP90可結(jié) 合于 HER 2的 ICD,穩(wěn) 定HER 2的結(jié)構(gòu)。HSP90阻滯劑可阻滯 HSP90,使 HSP90客戶蛋白 HER 2變得不穩(wěn)定,最終被蛋白酶體降解[3]。

坦螺旋霉素(Tanespimycin,17-AAG)是 1種水溶性HSP90抑制劑,體外、體內(nèi)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明其具有減少HER2蛋白表達(dá)及抗乳腺癌細(xì)胞生長作用,而且毒性較小[16],作為單一藥劑被廣泛應(yīng)用于實(shí)體腫瘤的臨床試驗(yàn)。Modi等[28]進(jìn)行了Ⅰ期臨床劑量遞增實(shí)驗(yàn),共 25例接受過常規(guī)治療的乳腺癌患者(其中 15例患者 HER 2陽性)入組,每周聯(lián)合給予曲妥珠單抗和坦螺旋霉素,結(jié)果顯示只在HER2陽性患者出現(xiàn)腫瘤抑制作用。隨后進(jìn)行了臨床 II期試驗(yàn),29例患者接受了曲妥珠單抗和坦螺旋霉素周劑量聯(lián)合治療,其中 21例患者被評估為有效,總體有效率為24%,臨床獲益率為 57%[29]?；谂R床Ⅰ/Ⅱ期試驗(yàn),坦螺旋霉素與曲妥珠單抗聯(lián)用尤其適用于曲妥珠單抗治療過的乳腺癌患者[3]。

Wong等[30]在芳香酶抑制劑抵抗的乳腺癌細(xì)胞系 MCF-7aro和 LTEDaro中應(yīng)用 HSP90阻滯劑 17-(dimethylam jnoethylam ino)-17-demethoxygeldanamycin hydrochloride(17-DMAG),發(fā)現(xiàn)在這兩種細(xì)胞系中,17-DMAG呈現(xiàn)出劑量依賴性抑制增殖作用,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和G2期細(xì)胞阻滯。機(jī)制研究顯示 17-DMAG可通過降解 HSP90客戶蛋白 AKT和 HER 2,抑制細(xì)胞生長。提示對于芳香酶抑制劑抵抗的乳腺癌,17-DMAG是 1種有效的治療策略,并且聯(lián)用 TKI可增加其效能。

綜上所述,HER2在乳腺癌發(fā)生、發(fā)展、浸潤、轉(zhuǎn)移中起著重要作用。對于 HER 2的分子機(jī)制研究已經(jīng)取得了很大進(jìn)展,針對 HER 2的靶向治療藥物也越來越多的進(jìn)入臨床試驗(yàn)。雖然許多靶向治療相關(guān)問題仍然沒有解決,例如治療抵抗、耐藥、心臟毒性等,但隨著乳腺癌腫瘤干細(xì)胞、多靶點(diǎn)聯(lián)合治療、腫瘤疫苗等研究深入,相信分子靶向藥物治療乳腺癌必將擁有廣闊的前景。

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